構(gòu)建具有分頻網(wǎng)絡(luò)的開放式擋板高保真揚(yáng)聲器系統(tǒng)

這里介紹的開放式擋板高保真高品質(zhì)揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)為普通揚(yáng)聲器外殼提供了替代品。它的聲音發(fā)射模式類似于靜電模式。它沒有低音揚(yáng)聲器的外殼或外殼，盡管驅(qū)動單元采用正常的動態(tài)。復(fù)制品對耳朵提供了極其“寬敞”的沖擊力。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

電能通常通過動態(tài)驅(qū)動單元轉(zhuǎn)換為聲能。您可以找到其他形式，例如靜電和帶狀單元，但是與已經(jīng)存在了大約 70年的經(jīng)典錐形類型相比，這些通常更昂貴，有時(shí)更容易受到影響，或者構(gòu)建起來更復(fù)雜。

在世界各地，每年生產(chǎn)數(shù)百萬個揚(yáng)聲器驅(qū)動單元。其中只有一小部分是為高保真設(shè)備創(chuàng)建的：其余的用于電話、汽車收音機(jī)。便攜式收音機(jī)等。

通常，錐形揚(yáng)聲器被認(rèn)為僅適用于高質(zhì)量的音頻處理，因?yàn)檫@種類型的揚(yáng)聲器能夠使大量空氣運(yùn)動（這是物理聽力特征的唯一重要方面）。

當(dāng)“振膜”必須復(fù)制低頻時(shí)，至關(guān)重要的是其錐體的前部和后部無法相互“檢測”（否則，可能會發(fā)生聲學(xué)短路）。

因此，通常采用密封盒或低音反射外殼來再現(xiàn)低頻。

這種外殼有缺點(diǎn)，因?yàn)樗鼉A向于與錐體一起振蕩（除非它用螺栓固定在混凝土上）。

一些專家認(rèn)為，該模式應(yīng)該像點(diǎn)源一樣聚焦，也就是說，所有頻率范圍都需要圍繞 360° 的角度傳輸。

實(shí)際上，中頻和高音單元的輻射圖限制在 180° 左右;只有低音揚(yáng)聲器可以達(dá)到360°左右。

您可以找到解決方案，例如，將驅(qū)動單元固定在外殼的后側(cè)。另一種選擇是應(yīng)用靜電驅(qū)動器，因?yàn)樗鼈儗⒉ㄏ蚯昂拖蚝笸啤?/p>

由于前側(cè)再現(xiàn)的聲音與后側(cè)的聲音同相相反，因此這些型號的響應(yīng)與多向輻射器不同。

這種單元因此被稱為偶極子輻射器，即使輻射樣式是八角形的。然而，這種類型的裝置輸出的聲音可以非常悅耳，僅僅是因?yàn)閬碜员趁娴穆暡ㄍㄟ^幾次反射到達(dá)聽眾，這增強(qiáng)了立體沖擊力。

所討論的開放式擋板高品質(zhì)揚(yáng)聲器盒設(shè)計(jì)，雖然在音樂界并不新鮮，但幾乎從未成為自己動手冒險(xiǎn)的主題，它渴望融合這幾個因素。簡而言之，它作為偶極子散熱器執(zhí)行，但采用常規(guī)的動態(tài)驅(qū)動單元。

低頻由放置在一個小擋板上的兩個低音揚(yáng)聲器處理，而中頻和高頻由幾個尖叫器和一對高音揚(yáng)聲器處理，每個在前面，一個在后側(cè)。

技術(shù)提示

當(dāng)揚(yáng)聲器驅(qū)動單元安裝在電路板中間時(shí)，其在較低截止頻率（由電路板尺寸決定）下的頻率特性將以每倍頻程 6 dB 的速率下降。

在驅(qū)動單元的諧振頻率下，該頻率將提高到每倍頻程18 dB，但是當(dāng)涉及到具有低諧振頻率的驅(qū)動單元時(shí)，這確實(shí)無關(guān)緊要。

與密封盒（每倍頻程12 dB）或低音反射盒（每倍頻程12-18 dB）相比，這種效果更可取。

缺點(diǎn)顯然是，較低的截止頻率較高（半波長：電路板直徑）。在此頻率下，錐體的正面和背面開始相互抵消，以便由此產(chǎn)生的功能降級。

就好像前面向前壓的空氣被背面的錐體吸入的空氣吸收了一樣。60 Hz 的截止頻率需要大約 3x3 英寸（10x10 英尺）的電路板。

此外，清潔特性要求驅(qū)動單元不對稱安裝，以確保“短路”分布在很寬的頻率范圍內(nèi)。

顯然，這種類型的實(shí)質(zhì)性電路板超出了基于家庭的應(yīng)用的視野，其中相同功能的模型占用的空間更少。

盡管如此，開放式擋板設(shè)計(jì)仍然令人好奇，因?yàn)樗懦送鈿β曇粼佻F(xiàn)（駐波：一起振動等）的無數(shù)（不受歡迎的）后果。

當(dāng)外殼由木材構(gòu)成時(shí)，外殼的振動實(shí)際上成為一個巨大的挑戰(zhàn)。對于家庭使用，可以嘗試在房間地板上放置一組適度的測量值，以人為地改善其尺寸，從而降低截止頻率。

此外，電補(bǔ)償可以應(yīng)用于（在某種程度上）構(gòu)成聲學(xué)頹廢。這可能會在一定程度上降低效率和功率處理能力，但是這可以通過使用相當(dāng)大的錐體并限制校正來保持在現(xiàn)實(shí)范圍內(nèi)。

目前的布局在高而窄的板上運(yùn)行，其中安裝了幾個 210 毫米低音揚(yáng)聲器，用于在地面上垂直定位。（計(jì)算的）低截止頻率（-3 dB）接近100
Hz。

因?yàn)轭~外的放大器被認(rèn)為是不必要的。校正網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是一種無源LC型，連接到低音揚(yáng)聲器的輸入端，見圖。3.

此外，電補(bǔ)償可以應(yīng)用于（在某種程度上）構(gòu)成聲學(xué)頹廢。這可能會在一定程度上降低效率和功率處理能力，但是這可以通過使用相當(dāng)大的錐體并限制校正來保持在現(xiàn)實(shí)范圍內(nèi)。

當(dāng)前的Hi-Fi揚(yáng)聲器布局在高而窄的板上運(yùn)行，其中安裝了幾個210毫米低音揚(yáng)聲器，用于在地面上垂直定位。（計(jì)算的）低截止頻率（-3 dB）接近100
Hz。由于不需要額外的放大器，因此分頻校正網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是連接到低音揚(yáng)聲器輸入端的無源LC型，請參見圖。3.

圖3

零件清單

安裝在板上的低音揚(yáng)聲器的（測量）特性，校正網(wǎng)絡(luò)的低音揚(yáng)聲器的特性和調(diào)整后的揚(yáng)聲器的特性如圖所示。1.

圖1

為了將效率和功率處理保持在可容忍的范圍內(nèi)，校正被限制在略高于1倍頻程。

效率降低了8 dB。使用一對低音揚(yáng)聲器實(shí)際上并沒有提高效率（盡管耗散較大，但整體阻抗較低）。功率輸出仍然與封閉盒中一個 210
毫米低音揚(yáng)聲器的功率輸出幾乎相同。測試特性如圖所示。2.

圖2

據(jù)觀察，-3 dB截止頻率降低到約35 Hz，這對于高保真應(yīng)用來說是一個很好的值。

請注意，校正曲線由低通濾波器的影響組成，以便它開始再次滑行超過200 Hz。由此產(chǎn)生的直流符號是一個狹窄的擋板，在較低的 Hz
下提供比幾個“傳統(tǒng)”揚(yáng)聲器盒更好的低音輸出。

似乎建議的開放式擋板布局無法很好地再現(xiàn)低頻。然而，這可能是由于盒子設(shè)計(jì)師通常不會啟用真實(shí)房間或空間的效果，導(dǎo)致一旦揚(yáng)聲器用于房間就會產(chǎn)生低頻峰值。

前后測試的低音揚(yáng)聲器的特性在低頻下基本相同。這根本不是 squawkers（中檔單元和高音揚(yáng)聲器）的情況，這意味著這些需要在后端復(fù)制。

此外，嘎嘎具有極大的彎曲頻率特性和較差的輻射效率。因此，將這些單元放在一個小住房中變得很重要。

選擇驅(qū)動單元

為了見證改進(jìn)的輻射，驅(qū)動單元的直徑要求小于再現(xiàn)的音頻波長。

因此，需要三通方法。鑒于在系統(tǒng)中選擇各種類型的驅(qū)動單元通常會引起可用性困難，因此選擇在單個供應(yīng)商的范圍內(nèi)選擇所有 3 種類型。

交叉網(wǎng)絡(luò)

交叉網(wǎng)絡(luò)的電路如圖所示。3;其測試輸出如圖所示。4. 電感L2和R2提供如圖所示的低頻校正。1.

圖4

過濾正確由 L1-C1 完成。本節(jié)給出了大約高于 400 Hz 的二階斜率（圖 4
看起來相當(dāng)減小，但這可能是因?yàn)槟抢锏那€僅與電輸出相關(guān)：不包括驅(qū)動單元的效率。

電阻R1保證系統(tǒng)輸出端的電阻相當(dāng)穩(wěn)定，無論L2-R2的影響和低音揚(yáng)聲器的頻率相關(guān)阻抗如何。用于尖叫聲的部分包括用于在 4 Hz 下滾降的
L2-C400 和用于在 5 kHz 下滾降的 L3-C5。斜率約為每倍頻程 12 dB。

隨著高音揚(yáng)聲器的自然滾降，這會產(chǎn)生更陡峭的斜率，這對于確保中檔設(shè)備不會處理過多的功率至關(guān)重要。該部分和驅(qū)動單元之間的衰減器R3-R4提供接近3.5
dB的電平匹配。高音揚(yáng)聲器部分（二階）包括L5-C4。

衰減器 R5-R6 提供大約 5.5 dB 的電平匹配，以提供終極、平坦的聲學(xué)頻率響應(yīng)。交叉網(wǎng)絡(luò)最好在小型通用板上開發(fā)，請參見圖。5
表示適當(dāng)?shù)慕M件布局。

圖5

有芯電感器非常重，因此必須正確夾緊，如果可能的話，必須用非金屬螺母、螺栓和墊圈夾緊。電感L1、L2和L4是帶有HQ磁芯的線軸類型。這種材料在高頻和低頻下都不會產(chǎn)生失真，而且價(jià)格也相當(dāng)便宜。

由于L1和L2應(yīng)該承載相對較大的電流，因此空氣芯電感器或具有有色或劣質(zhì)磁芯材料。盡管選擇C2作為雙極電解，但MKT類型也可以有效地使用。

如何構(gòu)建

基本上圖中顯示的所有部分。6 個由 25 mm ［1 in］ 中密度刨花板制成。主要元素是面板 A，一塊 1150
毫米高的板，上面安裝了一對低音揚(yáng)聲器、一個尖叫器和一個高音揚(yáng)聲器。

請注意，所有驅(qū)動裝置都必須用螺栓固定在沉孔中，這將大大提高其輻射效率。然而，這只在正面是必不可少的，因?yàn)閺谋趁鎮(zhèn)鬏斠纛l并不那么重要。

圖6

到目前為止，該設(shè)計(jì)的側(cè)視圖看起來像一個單獨(dú)的 50 mm ［2 in） 實(shí)心截面，在底座上加寬。

根據(jù)需要在漆或單板中完成。記住面板 E
一旦漆板或貼面干涸，請系好揚(yáng)聲器的電源線，并將驅(qū)動裝置安裝在前面——不要忽視后部尖叫器和高音揚(yáng)聲器的電纜。

將電纜連接到設(shè)備。標(biāo)記電纜末端，以免事后對各種電纜端子造成混淆。

電線穿過的孔應(yīng)使用膠槍等進(jìn)行防水密封。隨后，如圖所示，用刨花板螺釘將面板E固定在頂部后部。6b.螺釘頭應(yīng)沉入。

圖7

用適當(dāng)?shù)哪z帶覆蓋面板之間的空間。之后安裝后尖叫器和高音揚(yáng)聲器。

確保與這些部分的電纜連接是前面的電纜連接的復(fù)制;這意味著，將前高音揚(yáng)聲器的 + 線連接到后高音揚(yáng)聲器的 - 線，同樣連接到中檔單元。

根據(jù)交叉網(wǎng)絡(luò)的電極性將取決于前置揚(yáng)聲器。

接下來，在低音揚(yáng)聲器下方安裝分頻系統(tǒng)，如圖中的照片所示。7.最后，創(chuàng)建一個L形支架，如圖所示。7，按照指示將其螺栓固定在底板上，并將插座安裝到該底座上。根據(jù)需要將套接字連接到交叉網(wǎng)絡(luò)。

技術(shù)規(guī)格